JPH01122155A - Semiconductor storage device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor storage device and manufacture thereof

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JPH01122155A
JPH01122155A JP62279037A JP27903787A JPH01122155A JP H01122155 A JPH01122155 A JP H01122155A JP 62279037 A JP62279037 A JP 62279037A JP 27903787 A JP27903787 A JP 27903787A JP H01122155 A JPH01122155 A JP H01122155A
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JP
Japan
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transistor
type
read
layer
diffusion layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP62279037A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideki Ito
英樹 伊東
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To prevent the lowering of a read signal level, and to increase working speed by forming a read (a second MOS type) transistor operated by a write signal and shaping a diode connected in series with a drain region in the transistor. CONSTITUTION:A gate electrode for a write transistor 41 having n-type MOS structure is connected to a write word line 40 for information and a source electrode for the transistor 41 to a bit line 42 in a circuit, and a drain electrode for the transistor 41 is connected to a gate electrode as a capacitance section in a read transistor 43 having P-type MOS structure. The drain electrode is connected to the bit line 42 through a protective diode 44 for preventing the operation of the transistor 43 at the time of write in series, and a source electrode for the transistor 43 is connected to a read word line 45 for information. An N<+> type diffusion layer 25 is shaped as a gate electrode, an N<-> type polysilicon layer 30 as a channel section, and P<+> type polysilicon layers 32 as a source electrode and a drain electrode in the read transistor 43 at that time. Accordingly, the lowering of a read signal level is obviated, and working speed is increased.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はMOS型ダイナミック半導体記憶装置及びその
製造方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a MOS type dynamic semiconductor memory device and a manufacturing method thereof.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、この種のMOS型ダイナミック半導体記憶装置を
第11図乃至第15図に基づいて説明する。
A conventional MOS type dynamic semiconductor memory device of this type will be explained with reference to FIGS. 11 to 15.

尚、第11図はメモリセルの回路図、第12図は同断面
図、第13図は同動作説明図、第14図は読み出し信号
レベル−静電容量特性図及び第15図は読み出し信号レ
ベル−時間特性図である。
Furthermore, Fig. 11 is a circuit diagram of the memory cell, Fig. 12 is a cross-sectional view thereof, Fig. 13 is an explanatory diagram of the same operation, Fig. 14 is a read signal level-capacitance characteristic diagram, and Fig. 15 is a read signal level. - It is a time characteristic diagram.

即ち、第11図に示す如く、このメモリセルは、ワード
−Iに、トランジスタ2のP−)電極が接〜 続され、ビット線3に、トランジスタ2のソース電極が
接続されている。キャノ9シタ4はトランジスタ2のド
レイン電極に接続され、その電極(セルグレート)5は
、任意の電圧(セルグレート電位)に設定されている。
That is, as shown in FIG. 11, in this memory cell, the P- electrode of transistor 2 is connected to word -I, and the source electrode of transistor 2 is connected to bit line 3. The capacitor 4 is connected to the drain electrode of the transistor 2, and its electrode (cell rate) 5 is set to an arbitrary voltage (cell rate potential).

次に、第12図に示す如く、このメモリセルを断面構造
で述べる。トランジスタ2は、P型シリコン基板6表面
上に形成されたN型拡散層7、r−ト絶縁膜8及びr−
)電極9より成るMOS型電界効果トランジスタであシ
、r−)電極9は、ワード線lも兼ねている。又、ギヤ
/4シタ4は、N型拡散層7、誘電体1o、セルグレー
ト電極5より構成され、ビット線3は、金属配線層12
で形成され、コンタクトホール13でトランジスタ2に
接続されている。尚、14及び15は層間絶縁膜、16
は素子分離用絶縁膜及び17はP+拡散層である。そし
て、通常、P−)電極9に%N型ポリシリコン及びシリ
コン金属化合物等、セルグレート電極5に、N型ポリシ
リコン、金属配線層12に、M合金、r−)絶縁膜8に
熱酸化膜若しくはCVD酸化膜並びに誘電体1oには、
熱酸化膜又はCVD窒化膜等が用いられている。
Next, as shown in FIG. 12, this memory cell will be described in terms of its cross-sectional structure. The transistor 2 includes an N-type diffusion layer 7 formed on the surface of a P-type silicon substrate 6, an r-to insulating film 8, and an r-
) It is a MOS type field effect transistor consisting of an electrode 9, r-) The electrode 9 also serves as a word line l. Further, the gear/quarter shifter 4 is composed of an N-type diffusion layer 7, a dielectric material 1o, and a cell rate electrode 5, and the bit line 3 is composed of a metal wiring layer 12.
The transistor 2 is connected to the transistor 2 through a contact hole 13. Note that 14 and 15 are interlayer insulating films, and 16
1 is an insulating film for element isolation, and 17 is a P+ diffusion layer. Usually, the P-) electrode 9 is made of N-type polysilicon and a silicon metal compound, the cell rate electrode 5 is made of N-type polysilicon, the metal wiring layer 12 is made of M alloy, and the r-) insulating film 8 is thermally oxidized. The film or CVD oxide film and the dielectric 1o include:
A thermal oxide film, a CVD nitride film, or the like is used.

次ニ、第13図に示す如く、このメモリセルは動作しな
い状態では、ワード線1は“0”レベル、ビット線3は
10”レベルである。而して、書き込み時においては、
先ず、ビット線3を書き込み、信号のレベル迄電圧をシ
フトさせた後、ワード線1を所定時間″1”レベルにす
ることにょ9トランジスタ2を動作させ、キヤ/ぞシタ
4に信号を記録する。読み出し時には、ビット線3を 
− しベルにし、ビット線3を外部と切9離した後、ワ
ード線1を11″レベルとすると、キャパシタ4からの
放電によりビット1fiA3の電位が01″若しくハ′
″0″レベルのどちらかに近づいていき、センスアンプ
の感度を越えると読み出しが行なわれていた。
Second, as shown in FIG. 13, when this memory cell is inactive, the word line 1 is at the "0" level and the bit line 3 is at the "10" level.
First, after writing to the bit line 3 and shifting the voltage to the signal level, the word line 1 is set to the "1" level for a predetermined period of time to operate the transistor 2 and record the signal in the capacitor 4. . When reading, bit line 3 is
- When the word line 1 is set to the 11'' level after the bit line 3 is disconnected from the outside, the potential of the bit 1fiA3 becomes 01'' or high due to the discharge from the capacitor 4.
When the signal approaches the "0" level and exceeds the sensitivity of the sense amplifier, reading is performed.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

然し乍ら、上述した従来の半導体記憶装置においては、
第14図に示す如く、キャパシタ4に蓄積される電荷自
体が信号となるため、素子集積度の向上によるメモリセ
ル面積の縮小化にょ)、中ヤ・9シタ4の面積が縮小し
、その蓄積電荷量の減少によって読み出し時の信号レベ
ルが小さくなると共に、第15図に示す如く、各種リー
ク電流によシキャパシタ4に1”レベルを書き込んであ
っても時間の経過と共に、信号のレベルが小さくなり、
装置の信頼性が低下するという問題点があった。又、読
み出し動作にょシ書き込まれた信号は、破壊されてしま
うため、読み出し後に再度書き込み直さねばならず、そ
の結果動作時間が長くなるという問題点もあった。
However, in the conventional semiconductor memory device described above,
As shown in FIG. 14, since the charge stored in the capacitor 4 itself becomes a signal, the area of the memory cell 4 is reduced due to the improvement in element integration. As the amount of charge decreases, the signal level during reading becomes smaller, and as shown in FIG. 15, even if a 1" level is written to the capacitor 4 due to various leakage currents, the signal level becomes smaller as time passes. Become,
There was a problem in that the reliability of the device decreased. Furthermore, since the signals written during the read operation are destroyed, the signals must be rewritten after the read operation, resulting in a problem that the operation time becomes longer.

本発明の目的は、信頼性及び動作速度が向上できる半導
体記憶装置及びその製造方法を提供するものである。
An object of the present invention is to provide a semiconductor memory device and a method for manufacturing the same that can improve reliability and operating speed.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は上述した目的を達成するため、第1導電型半導
体基板上に、多結晶若しくはアモルファス半導体層を形
成する工程と、該半導体層を除く前記第1導電型半導体
基板表面に、第2導電型拡散層を形成する工程と、該第
2導電型拡散層及び前記半導体層上に、眉間絶縁膜を形
成後、前記半導体層下の拡散層でない領域上を第1導電
型拡散層となして他の部分を第2導電型拡散層に拡散す
る工程とを含むものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention includes a step of forming a polycrystalline or amorphous semiconductor layer on a first conductivity type semiconductor substrate, and a second conductivity type semiconductor layer on the surface of the first conductivity type semiconductor substrate excluding the semiconductor layer. a step of forming a type diffusion layer, and after forming a glabellar insulating film on the second conductivity type diffusion layer and the semiconductor layer, forming a first conductivity type diffusion layer on a region under the semiconductor layer that is not a diffusion layer; This method includes the step of diffusing the other portion into the second conductivity type diffusion layer.

〔作用〕[Effect]

本発明においては、書き込まれた信号によって動作する
読み出しく第2のMOS型)トランジスタを電荷蓄積領
域の直上に積層形成し、読み出しトランジスタのドレイ
ン領域に直列に接続したダイオードを形成したので、読
み出しトランジスタは書き込み時には動作しない。
In the present invention, a readout (second MOS type) transistor operated by a written signal is stacked directly above the charge storage region, and a diode connected in series to the drain region of the readout transistor is formed. does not work when writing.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明に係る一実施例を第1図乃至第5図に基づ
いて説明する。
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 1 to 5.

尚、第1図はメモリセルの断面図、第2図は同・臂ター
ン図、第3図は同回路図、第4図は同動作説明図及び第
5図は同製造工程図である。
In addition, FIG. 1 is a sectional view of the memory cell, FIG. 2 is a turn diagram thereof, FIG. 3 is a circuit diagram thereof, FIG. 4 is an explanatory diagram of the same operation, and FIG. 5 is a diagram of the manufacturing process.

即ち、第1図及び第2図に示す如く、このメモリセルは
、P型シリコン基板20(以下基板という)の非能動領
域上に、熱酸化膜21とこの熱酸化膜21下のP+型拡
散層22とが形成され、基板20の能動領域上には、熱
酸化によるr−)絶縁膜23が形成されている。更に、
r−ト絶縁膜23及び熱酸化膜21上に、ポリシリコン
層24が夫夫形成され、P−)絶縁膜23及び熱酸化膜
21以外の基板20表面に、N”ffl拡散層25が形
成されている。ポリシリコン層24間のN+型型数散層
25部分及び熱酸化膜21の下方にはP+型拡散層22
が形成されている。そして、ポリシリコン層24上に、
眉間絶縁膜27が形成されると共に、N+ffi+散層
25上には、P−)絶縁膜28が形成され、熱酸化膜2
1上方のポリシリコン層24上には、コンタクトホール
29が開口されている。又、ダート絶縁膜28上に、N
″″塁ポリシリコン層30が形成されると共に、コンタ
クトホール29を含む層間絶縁膜27上には、P+型ポ
リシリコ2層32が形成されている。そして、N−型ポ
リシリコン層30とP+型ポリシリコ2層32との全表
面を覆って中間絶縁膜34が形成され、N″″型ポリシ
リコン層30とN中型拡散層25とを接続するコンタク
トホール35が開口されている。このコンタクトホール
35を介してN中型拡散層25に接続されるビット線3
6が中間絶縁膜34上に形成されている。
That is, as shown in FIGS. 1 and 2, this memory cell has a thermal oxide film 21 on a non-active region of a P-type silicon substrate 20 (hereinafter referred to as "substrate"), and a P+ type diffusion layer below this thermal oxide film 21. A layer 22 is formed, and an r-) insulating film 23 is formed on the active region of the substrate 20 by thermal oxidation. Furthermore,
A polysilicon layer 24 is formed on the r-type insulating film 23 and the thermal oxide film 21, and an N''ffl diffusion layer 25 is formed on the surface of the substrate 20 other than the p-type insulating film 23 and the thermal oxide film 21. There is a P+ type diffusion layer 22 in the N+ type diffused layer 25 portion between the polysilicon layers 24 and below the thermal oxide film 21.
is formed. Then, on the polysilicon layer 24,
At the same time as the glabellar insulating film 27 is formed, a P−) insulating film 28 is formed on the N+ffi+ diffused layer 25, and the thermal oxide film 2
A contact hole 29 is opened above the polysilicon layer 24 . Also, on the dirt insulating film 28, N
In addition to forming the base polysilicon layer 30, a P+ type polysilicon 2 layer 32 is formed on the interlayer insulating film 27 including the contact hole 29. Then, an intermediate insulating film 34 is formed covering the entire surface of the N- type polysilicon layer 30 and the P+ type polysilicon layer 32, and a contact connecting the N'''' type polysilicon layer 30 and the N medium-sized diffusion layer 25. A hole 35 is opened. Bit line 3 connected to N medium-sized diffusion layer 25 through this contact hole 35
6 is formed on the intermediate insulating film 34.

尚、N″″型ポリシリコン層30のチャネル部30aは
、ワードi(ポリシリコン層24)に同方向に配線され
ると共に、バックバイアス電位が供給され、このパック
バイアス電位は、従来メモリセルにおけるセルグレート
電位に相轟する。
Note that the channel portion 30a of the N'''' type polysilicon layer 30 is wired in the same direction as the word i (polysilicon layer 24), and is supplied with a back bias potential. It resonates with the cell rate potential.

次に、第3図に示す如く、メモリセルの回路は、情報の
書き込みワード線40に、n型MOS構造の書き込みト
ランジスタ41のr−)電極が接続され、ビットlIi
!42に、書き込みトランジスタ41のソース電極が接
続されている。そして、書き込ミトランジスタ41のド
レイン電極はpmMos構造の読み出しトランジスタ4
3の容蓋部としてのゲート電極(書き込まれた信号を記
録する)K接続され、この読み出しトランジスタ43の
ドレイン電極は、情報の書き込み時に読み出しトランジ
スタ43が動作しない様にするための保護ダイオード4
4を直列に介してビット線42に接続されている。そし
て、読み出しトランジスタ43のソース電極は、情報の
読み出しワード線45に接続されている。この場合、読
み出しトランジスタ43においては、N中型拡散層25
をゲート電極、N−型ポリシリコン層30t−チャネル
部及びP+型ポリシリコ7層32をソース電極並びにド
レイン電極として形成され、P+型ポリシリコ2層32
の読み出しワード線45にコンタクトホール29を介し
てソース電極が接続されている。更に、保護ダイオード
44は、P+型ポリシリコ7層32によるドレイン電極
とフンタクトホール35を介してビット線42に接続し
たN″″壓ポリシリコン層30とにより形成される接合
ダイオードである。尚、書き込み・読み出しトランジス
タ41.43の極性は、保護ダイオード44が形成でき
るものであれば同一でも良い。
Next, as shown in FIG. 3, in the memory cell circuit, the r-) electrode of the n-type MOS write transistor 41 is connected to the information write word line 40, and the bit lIi
! The source electrode of the write transistor 41 is connected to 42 . The drain electrode of the write transistor 41 is connected to the read transistor 4 having a pmMOS structure.
The gate electrode (records the written signal) serving as a cap part of the capacitor 3 is connected to K, and the drain electrode of this read transistor 43 is connected to the protective diode 4 to prevent the read transistor 43 from operating when writing information.
4 in series to the bit line 42. A source electrode of the read transistor 43 is connected to an information read word line 45. In this case, in the read transistor 43, the N medium diffusion layer 25
is formed as a gate electrode, an N-type polysilicon layer 30t-channel part and a P+ type polysilicon 7 layer 32 as a source electrode and a drain electrode, and a P+ type polysilicon 2 layer 32
A source electrode is connected to the read word line 45 through a contact hole 29. Furthermore, the protection diode 44 is a junction diode formed by the drain electrode formed by the P+ type polysilicon 7 layer 32 and the N'''' polysilicon layer 30 connected to the bit line 42 via the contact hole 35. Note that the polarities of the write/read transistors 41 and 43 may be the same as long as the protection diode 44 can be formed.

次に、かかるメモリセルの動作を第4図に基づいて述べ
る。先ず、書き込み時においては、ピッ)巌42t−書
き込み、信号のレベル迄電圧全シフトさせた後、書き込
みワード線40を所定時間″1”レベルにすることKよ
り書き込みトランジスタ41を動作させる。尚、この場
合、読み出しワード線45は10”レベルである。更に
、読み出し時においては、書き込みワード線40を10
”レベルに固定し、読み出しワード線45を1”レベル
にすることで、ビット線42にはトランジスタ41.4
3の極性の違いによシ書き込み信号とは逆相の信号が生
じる。この場合、読み出しトランジスタ43に直列に接
続した保護ダイオード44によって、読み出しワード線
45に”1ルベルが書き込まれる際、N+型型数散層2
5電位が安定する迄の間のビット+R42からの通電(
図中点線)は防止される。更に、読み出しトランジスタ
43のチャネル部(N−型ポリシリコン層30)の電位
の変動が防止できるため、書き込み状態は安定化し、1
1″レベルを読み出す際の誤信号(図中−点鎖線)も防
止できる。
Next, the operation of such a memory cell will be described based on FIG. First, at the time of writing, after the voltage is completely shifted to the level of the signal 42t-write, the write transistor 41 is operated by setting the write word line 40 to the "1" level for a predetermined period of time. In this case, the read word line 45 is at the 10'' level.Furthermore, during reading, the write word line 40 is at the 10'' level.
By fixing the read word line 45 to the "1" level, the transistor 41.4 is connected to the bit line 42.
Due to the difference in polarity of 3, a signal having a phase opposite to that of the write signal is generated. In this case, when "1 level" is written to the read word line 45 by the protection diode 44 connected in series with the read transistor 43, the N+ type scattering layer 2
5 Electrification from bit +R42 until the potential stabilizes (
(dotted line in the figure) is prevented. Furthermore, since fluctuations in the potential of the channel portion (N-type polysilicon layer 30) of the read transistor 43 can be prevented, the write state is stabilized, and 1
Erroneous signals (dotted chain line in the figure) when reading the 1'' level can also be prevented.

次に、第5図に基づいて、かか不メモリセルの製造方法
を述べる。
Next, a method for manufacturing a non-memory cell will be described based on FIG.

先ず、第5図(a)に示す如く、不純物濃度が1×10
1′s”= 2 X 10”3−” (D 基板20 
(D非能動領域上ニ3000〜6000λ厚の熱酸化膜
21を形成すると共に、この熱酸化膜21下に、基板2
oと同程度から3倍の不純物濃度のP+型拡散層22に
よる素子分離領域を形成する。
First, as shown in FIG. 5(a), the impurity concentration is 1×10
1's"=2 X 10"3-" (D board 20
(D) A thermal oxide film 21 with a thickness of 3000 to 6000λ is formed on the non-active region, and a substrate 2 is formed under this thermal oxide film 21.
An element isolation region is formed by a P+ type diffusion layer 22 having an impurity concentration of about the same level to three times that of the P+ type diffusion layer 22.

次いで、同図(b)に示す如く、前記基板2oの能動領
域上に、熱酸化による100〜500^厚のr −ト絶
縁膜23を成長し、LPCVD法にょ夛2000〜40
00λ厚のポリシリコンを成長する。そして、B十若し
くはBF、十のイオン注入後、不純物濃度がlXl0”
〜7 X 10203−3の前記ポリシリコンをパター
ニングして、前記ダート絶縁膜23及び熱酸化膜21上
に、ポリシリコン層24を形成する。その後、ダート絶
縁膜23及び熱酸化膜21以外の基板20上に、A8+
若しくはP+のイオン注入により不純物濃度が2 X 
1015〜I X 10”cm−” (D N+型型数
散層25形成後、ポリシリコン層24間のN+梨型拡散
層250部分下、B+のイオン注入によるP+型拡散層
26を形成する。
Next, as shown in FIG. 2(b), a 100 to 500 mm thick r-type insulating film 23 is grown on the active region of the substrate 2o by thermal oxidation, and then 2000 to 400 mm thick is grown by LPCVD.
00λ thick polysilicon is grown. After ion implantation of B0 or BF,10, the impurity concentration is lXl0''
A polysilicon layer 24 is formed on the dirt insulating film 23 and the thermal oxide film 21 by patterning the polysilicon of ~7×10203-3. After that, A8+
Or the impurity concentration is 2X by P+ ion implantation.
1015 to I x 10"cm-" (D After forming the N+ type diffused layer 25, a P+ type diffusion layer 26 is formed by B+ ion implantation under the N+ pear-shaped diffusion layer 250 between the polysilicon layers 24.

続いて、同図(e)に示す如く、熱酸化により、前記ポ
リシリフン層24上に、 500〜1000λ厚の眉間
絶縁膜27を形成すると共に、N十型拡散層25上に、
  100〜5ooA厚の読み出しトランジスタ43の
r−)絶縁膜28を形成する。その後、熱酸化膜21上
のポリシリコン層24上に、後述するビット線36への
コンタクトホール291jc開口する。
Subsequently, as shown in FIG. 2(e), a glabellar insulating film 27 with a thickness of 500 to 1000λ is formed on the polysilicon layer 24 by thermal oxidation, and on the N0 type diffusion layer 25,
The r-) insulating film 28 of the read transistor 43 is formed to have a thickness of 100 to 5 ooA. Thereafter, a contact hole 291jc to a bit line 36, which will be described later, is opened on the polysilicon layer 24 on the thermal oxide film 21.

そして、同図(d)に示す如く、再度LPCVD法とA
s十若しくはP+のイオン注入を以てlXl0”〜2×
1011cIR″″3濃度のN−型ポリシリフン層30
を2000〜5000^厚に形成後、N−型として残す
領域をレソスト31で保護し、B十若しくはBF7のイ
オン注入によシI X 10”〜7X1020の一3濃
度のP+型ポリシリコン層a 2 t−z IJシリコ
ン層24下の拡散層でない領域上に形成する。
Then, as shown in the same figure (d), the LPCVD method and A
lXl0'' ~ 2x with s0 or P+ ion implantation
N-type polysilicon layer 30 with 1011cIR″″3 concentration
After forming to a thickness of 2000 to 5000^, the region to be left as N- type is protected with a resist layer 31, and a P+ type polysilicon layer a with a concentration of IX10" to 7X1020 is formed by ion implantation of B10 or BF7. 2 tz IJ Formed on a region under the silicon layer 24 that is not a diffusion layer.

その後、同図(e)に示す如く、前記ポリシリコン層3
0.32をパターニングすると同時に、N+型型数散層
25のコンタクト領域33t−形成する。
After that, as shown in the same figure (e), the polysilicon layer 3
At the same time as patterning 0.32, a contact region 33t- of the N+ type scattering layer 25 is formed.

しかる後、同図(f)に示す如く、中間絶縁膜34をA
PCVD法により4000〜7000人革長し、N−型
ポリシリコン層30及びN中型拡散層25へのコンタク
トホール35を開口する。その後、P+イオンの注入を
して、コンタクトホール35の表面濃度を高め、M合金
をス・ぐツタ法によシ被着後、これをノ々ターニングし
て、ビット線36を形成する。
After that, as shown in FIG. 3(f), the intermediate insulating film 34 is
A contact hole 35 to the N-type polysilicon layer 30 and the N-medium diffusion layer 25 is opened by the PCVD method by 4,000 to 7,000 layers. Thereafter, P+ ions are implanted to increase the surface concentration of the contact hole 35, and an M alloy is deposited by the spouting method, which is then turned into a bit line 36.

その後、このビット線36表面に保護膜をかぶせて完成
する。
Thereafter, the surface of this bit line 36 is covered with a protective film to complete the process.

次に、第6図乃至第8図に基づいて別実施例を述べる。Next, another embodiment will be described based on FIGS. 6 to 8.

但し、第1実施例と同一構成部分についてはその説明を
避ける。
However, the explanation of the same components as those of the first embodiment will be omitted.

尚、第6図はメモリセルの断面図、第7図は同パターン
図及び第8図は同製造方法の工程図である。
6 is a sectional view of the memory cell, FIG. 7 is a pattern diagram of the same, and FIG. 8 is a process diagram of the same manufacturing method.

即ち、第6図及び第7図に示す如く、このメモリセルは
、第1実施例における基板20内ON+型拡散層25の
読み出しトランジスタ43のダート電極をN串型ポリシ
リコフ層37に換え、書き込みトランジスタ41上に読
み出しトランジスタ43が形成されたものであり、N+
型ポリシリコン層37とN++散層25とはコンタクト
ホール38を介して接続されている。この様にして、読
み出しトランジスタ43を書き込みトランジスタ41上
に移動させることによって、更にメモリセル面積は縮小
される。
That is, as shown in FIGS. 6 and 7, in this memory cell, the dirt electrode of the read transistor 43 of the ON+ type diffusion layer 25 in the substrate 20 in the first embodiment is replaced with an N-shaped polysilicon layer 37, and the write transistor is A read transistor 43 is formed on the N+
The type polysilicon layer 37 and the N++ diffusion layer 25 are connected through a contact hole 38. By moving the read transistor 43 above the write transistor 41 in this manner, the memory cell area is further reduced.

次に、第8図に基づいてかかるメモリセルの製造方法を
述べる。第1実施例との相違点は、書き込みトランジス
タ41形成(同図b)後、APCVD法Sin、成長に
よる層間P!縁膜27を2000〜5000λ厚に成長
形成後、N十型拡散層25上でポリシリフン層24間の
層間絶縁膜27にコンタクトホール38を形成(同図c
)し、このコンタクトホール38t−LPCVD法によ
る2000〜4000^厚のポリシリコンを以て埋め込
み、poczsドーピング若しくはP+イオン注入によ
り不純物濃度I X 102°〜7 X IQ”cm−
3ON+型ポリシリコン層37を形成する。
Next, a method for manufacturing such a memory cell will be described based on FIG. The difference from the first embodiment is that after the write transistor 41 is formed (FIG. 1b), the interlayer P! After growing the edge film 27 to a thickness of 2000 to 5000λ, a contact hole 38 is formed in the interlayer insulating film 27 between the polysilicon layers 24 on the N0-type diffusion layer 25 (FIG.
), this contact hole 38t- is filled with polysilicon with a thickness of 2000 to 4000^ by LPCVD method, and the impurity concentration I x 102° to 7 x IQ"cm- is filled by poczs doping or P+ ion implantation.
A 3ON+ type polysilicon layer 37 is formed.

そして、これをパターニングした後、熱酸化若しくはス
パッタ法の酸化シリコン被着による読み出しトランジス
タ43のr−ト絶縁膜28を200〜500^厚に成長
形成(同図d)する工程を有することである。
After patterning this, there is a step of growing the r-to-insulating film 28 of the read transistor 43 to a thickness of 200 to 500 mm by depositing silicon oxide using thermal oxidation or sputtering (see d in the figure). .

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明した様に本発明によれば、書き込み信号により
読み出しく第2のMOS型)トランジスタを動作させる
様にしたため、蓄積電荷量が減少しても、第9図の読み
出し信号レベル−静電容量特性図に示す如く、読み出し
信号レベルの低下が防止できると共に、第10図の読み
出し信号レベル−時間特性図に示す如く、読み出し信号
レベルの時間依存が防止できる。更に、読み出し後の再
書き込みが不要になるため、素子寸法の縮小化ができ、
信頼性を向上でき且つ動作速度が向上できる等の特有の
効果によシ前述の問題を解決し得る。
As explained above, according to the present invention, since the write signal operates the readout (second MOS type) transistor, even if the amount of accumulated charge decreases, the readout signal level - capacitance shown in Fig. 9 As shown in the characteristic diagram, a drop in the read signal level can be prevented, and as shown in the read signal level-time characteristic diagram of FIG. 10, time dependence of the read signal level can be prevented. Furthermore, since there is no need to rewrite after reading, the element size can be reduced.
The above-mentioned problems can be solved by unique effects such as improved reliability and increased operating speed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図乃至第5図は本発明に係る一実施例を示すもので
、第1図はメモリセルの断掌図、第2図は同パターン図
、第3図は同回路図、第4図は同動作説明図、第5図は
同製造方法の工程図、第6図乃至第8図は本発明の別実
施例を示すもので、第6図はメモリセルの断面図、第7
図は同パターン図、第8図は同製造方法の工程図、更に
、第9図は読み出し信号レベル−静電容it!!!性図
、第10図は読み出し信号レベル−時間特性図であり、
第11図乃至第15図は従来例を示すもので、第11図
はメモリセルの回路図、第12図は同断面図、第13図
は同動作説明図、第14図は読み出し信号レベル−静電
容量特性図、第15図は読み出し信号レベル−時間特性
図である。 20・・・P型シリコン基板、21・・・熱酸化膜、2
2・・・P+型拡散層、23・・・P−ト絶縁膜、24
・・・ポリシリコン層、25・・・N中型拡散層、26
・・・P十を拡散層、27・・・層間絶縁膜、28・・
・r−ト絶縁膜、29・・・コンタクトホール、30・
・・N″″厘ポリシリコン層、31・・・レソスト、3
2・・・P+型ポリシリコン層、33・・・コンタクト
領域、34・・・中間絶縁膜、35・・・コンタクトホ
ール、36・・・ビット線。 20:p型シリコン基板 21、熱酸化膜 22:P+型拡散層 23;ゲート絶縁膜 26:P+型拡散層 27:層間絶縁膜 28:ゲート絶縁膜 29:コンタクトホール 30:N−型ポリシリコン層 35:コンタクトホール 36二ビツト線 本発明メモリセルの断面図 第1 図 本発明メモリセルのパターン図 第2図 4o:書き込みワード線 41:書き込みトランジスタ 42:ビット線 43;読み出しトランジスタ 44:保護ダイオード 45:読み出しワード線 本発明メモリセルの回路図 第3図 20:P  型シリコン基板 21:熱酸化膜 22:P+型拡散層 23:ゲート絶縁膜 24:ポリシリコン層 25:N+型型数散 層6:P+型拡散層 29:コンタクトホール 34:中間絶縁膜 35:コンタク1−ホール 36:ビット線 第6図 第7図 本発明の別製遣方法の工程図 第8図 20:P 型シリコン基板 21:熱酸化膜 22:P“型拡散層 29:コンタクトホール 第8図 静電容量 読み出し信号レベル−静電容量特性図 第9図 O時間 読み出し信号レベル−時間特性図 第10図 1 :ワード線 2:トランジスタ 3 :ビット線 4:キャパシタ 5:セルプレート電極 従来メモリセルの回路図 第11図 1o:誘電体 12:金属配線層 13:コンタクトホール 14、+5:層間絶縁膜 従来メモリセルの断面図 第12図 ニートI−凌沖 渚  整 j    女 D   り
1 to 5 show an embodiment according to the present invention, in which FIG. 1 is a cross-sectional view of a memory cell, FIG. 2 is a diagram of the same pattern, FIG. 3 is a circuit diagram of the same, and FIG. 4 is a diagram of the same pattern. 5 is a process diagram of the same manufacturing method, and FIGS. 6 to 8 show other embodiments of the present invention. FIG. 6 is a sectional view of the memory cell, and FIG.
The figure is a diagram of the same pattern, FIG. 8 is a process diagram of the same manufacturing method, and FIG. 9 is a diagram of the read signal level - capacitance it! ! ! Figure 10 is a readout signal level-time characteristic diagram.
11 to 15 show a conventional example, in which FIG. 11 is a circuit diagram of a memory cell, FIG. 12 is a sectional view of the same, FIG. 13 is an explanatory diagram of the same operation, and FIG. 14 is a read signal level - FIG. 15 is a capacitance characteristic diagram, and FIG. 15 is a read signal level-time characteristic diagram. 20...P-type silicon substrate, 21...thermal oxide film, 2
2... P+ type diffusion layer, 23... P- type insulating film, 24
...Polysilicon layer, 25...N medium-sized diffusion layer, 26
... P0 is a diffusion layer, 27 ... interlayer insulating film, 28 ...
・r-t insulating film, 29... contact hole, 30・
...N'''' polysilicon layer, 31...Resost, 3
2... P+ type polysilicon layer, 33... Contact region, 34... Intermediate insulating film, 35... Contact hole, 36... Bit line. 20: p-type silicon substrate 21, thermal oxide film 22: P+ type diffusion layer 23; gate insulating film 26: P+ type diffusion layer 27: interlayer insulating film 28: gate insulating film 29: contact hole 30: N- type polysilicon layer 35: Contact hole 36 Two-bit line Cross-sectional view of the memory cell of the invention FIG. 1 Pattern diagram of the memory cell of the invention FIG. 2 4o: Write word line 41: Write transistor 42: Bit line 43; Read transistor 44: Protection diode 45 : Read word line Circuit diagram of the memory cell of the present invention FIG. 3 20: P type silicon substrate 21: Thermal oxide film 22: P+ type diffusion layer 23: Gate insulating film 24: Polysilicon layer 25: N+ type scattering layer 6 :P+ type diffusion layer 29: Contact hole 34: Intermediate insulating film 35: Contact 1-hole 36: Bit line Fig. 6 Fig. 7 Process diagram of separate manufacturing method of the present invention Fig. 8 20: P type silicon substrate 21 : Thermal oxide film 22 : P" type diffusion layer 29 : Contact hole Figure 8 Capacitance read signal level - Capacitance characteristic diagram Figure 9 O Time Read signal level - Time characteristic diagram Figure 10 1 : Word line 2 : Transistor 3 : Bit line 4 : Capacitor 5 : Cell plate electrode Circuit diagram of conventional memory cell FIG. Figure 12 NEET I-Ryo Oki Nagisa Seiji Female D Ri

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体基板上に、形成した第1のMOS型トラン
ジスタと、 該第1のMOS型トランジスタのドレイン領域に接続さ
れたゲート電極を有する第2のMOS型トランジスタと
、 該第2のMOS型トランジスタのドレイン領域に、直列
に接続したダイオードと、 前記第1のMOS型トランジスタのソース領域と前記ダ
イオードとが接続したビット線と、前記第1のMOS型
トランジスタのゲート電極に接続した第1のワード線と
、 前記第2のMOS型トランジスタのソース領域に接続し
た第2のワード線とを有することを特徴とする半導体記
憶装置。
(1) A first MOS type transistor formed on a semiconductor substrate, a second MOS type transistor having a gate electrode connected to the drain region of the first MOS type transistor, and the second MOS type transistor. A diode connected in series to the drain region of the transistor, a bit line connected to the source region of the first MOS transistor and the diode, and a first bit line connected to the gate electrode of the first MOS transistor. A semiconductor memory device comprising: a word line; and a second word line connected to a source region of the second MOS transistor.
(2)第1導電型半導体基板上に、多結晶若しくはアモ
ルファス半導体層を形成する工程と、 該半導体層を除く前記第1導電型半導体基板表面に、第
2導電型拡散層を形成する工程と、該第2導電型拡散層
及び前記半導体層上に、層間絶縁膜を形成後、前記半導
体層下の拡散層でない領域上を第1導電型拡散層となし
て他の部分を第2導電型拡散層に拡散する工程とを含む
ことを特徴とする半導体記憶装置の製造方法。
(2) forming a polycrystalline or amorphous semiconductor layer on a first conductivity type semiconductor substrate; and forming a second conductivity type diffusion layer on the surface of the first conductivity type semiconductor substrate excluding the semiconductor layer. , after forming an interlayer insulating film on the second conductivity type diffusion layer and the semiconductor layer, a region under the semiconductor layer that is not a diffusion layer is made into a first conductivity type diffusion layer, and the other part is made into a second conductivity type diffusion layer. 1. A method of manufacturing a semiconductor memory device, comprising the step of diffusing into a diffusion layer.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09283725A (en) * 1996-04-12 1997-10-31 Lg Semicon Co Ltd Dram having no capacitor and manufacturing method thereof

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